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本文选取纯s-过程AGB星作为研究对象,结合AGB星辐射核合成模型,采用参数化方法,重新对2颗非铅星和3颗铅星进行研究。
计算结果表明,铅星的重叠因子较大,其数值范围与Gallino等人给出的太阳金属丰度AGB星的结果(0.4-0.7)相当;非铅星的重叠因子较小,其数值范围低于Gallino等人给出的太阳金属丰度AGB星的结果,但很接近Aoki等人对非铅星的拟合结果。由于随着AGB星的初始质量增大,其核心质量的增加,重叠因子r逐渐降低,因此非铅星可能由较高质量的AGB星污染形成,而铅星可能由较低质量的AGB星污染形成。贫金属AGB星较大范围的重叠因子取值可能来自其核心质量的影响。考虑金属丰度对核心质量的影响可能对贫金属AGB星中既有铅星也有非铅星的观测事实以及极贫金属AGB星观测结果的物理解释具有重要意义。
铅星与非铅星的中子辐照量相当(0.6-0.8mb-1),其数值高于Gallino等人给出的太阳金属丰度AGB星的结果(0.2mb-1),大约3倍左右,且很接近Aoki等人对非铅星的拟合结果。由于13C中子源为初级(primary)中子源,直接产生于AGB星内部,其总产量几乎与金属丰度无关,随着AGB星的初始金属丰度的降低,由于与金属丰度直接相关的中子毒素减少,中子数密度将明显增大,中子数密度近似与金属丰度的0.7次方成反比,按照此规律,当[Fe/H]=-2.5时,每次脉冲的中子辐照量△τ应约为6mb-1,约比铅星拟合结果大10倍。
由于s-过程发生在核合成区域q中,因此q值也是AGB星辐射核合成模型中的重要参数。根据本文得到的结果,铅星的核合成区域q值较大,其数值范围比Gallino等人给出的AGB星的结果(0.05)约大10倍;非铅星的q值较小,其数值范围与Gallino等人给出的太阳金属丰度AGB星的结果相当。
在AGB星辐射核合成模型中,最大的不定性来自核合成区域q层的形成。铅星的核合成区域q值比AGB星模型的计算结果(0.05)约大10倍,说明在贫金属环境下总量基本不变的13C分布在更大的区域,即核合成区域q变大,而这一因素将直接导致核合成区域中13C的丰度减小相同的倍数,从而使每次脉冲的中子辐照量△τ减小相同的倍数,这恰与我们对铅星的拟合结果相吻合。从本文所得结果可以看出,在贫金属环境下,13C的总量与目前所广泛采用的AGB星的模型预言相吻合,但AGB星的核合成区域的大小及每次脉冲的中子辐照量都与AGB模型不相一致。可以看出,本文所得结果对AGB星模型提供了重要的约束条件。
从本文所得结果看,非铅星可能由质量较大的AGB星污染形成。非铅星的q值与Gallino等人给出的AGB星的结果接近,但每个脉冲的中子辐照量却比相应金属丰度模型预言值小约10倍。这可能由于对于较大初始质量的AGB星,其最终核心质量较大,从而使每个循环中子照射时间减小,每个脉冲的中子辐照量减小。
除了目前流行的AGB星辐射核合成模型外,对观测约束的分析表明AGB星内对流核合成的可能性依然存在。从本文的研究可见,不论是铅星还是非铅星,核合成区域大小q值都与重叠因子r的数值很接近,这可能是对上述可能性的支持。